coquizacion del carbon.

Coquización es un proceso de destilación seca destructiva de carbón para convertirlo de un material denso y frágil a uno fuerte y poroso; los subproductos valiosos se recuperan en el proceso.
No todas las clases de carbón son útiles para fabricar coque. Entre los que no son útiles se encuentran los porosos pero con baja resistencia a la compresión o con residuos de polvo. Fuera de las tres clases de carbón reconocidas en la industria alta, media o baja volatilidad, solo una subclase entre los de alta volatilidad y algunos pero no todos los de media volatilidad son producidos para el alto horno. Por lo tanto la mezcla es de mayor importancia. Grandes cantidades de carbón de alta volatilidad son mezcladas con carbón de media o baja volatilidad. Otra razón para mezclarlos es su química no la estructura del carbón. Muchos carbones contienen grandes cantidades de cenizas de: arena de sílice, arcillas aluminosas, sulfuros de hierro y otros. Por lo tanto casi todos los carbones son lavados.
Como ya se menciono anteriormente la coquización es un proceso de destilación destructiva usando calor externo. El coque es ampliamente clasificado de acuerdo a su temperatura final del proceso de coquización – coque de alta, media y baja temperatura. Solo el último terminado entre 1700 y 2000° F (930 y 1100° C) se unas para el alto horno. Aunque algunos de los de bajas temperaturas se utilizan para mezclarlos.
Las producciones de carbón por tonelada son:
De 65 a 73% de coque y de 5 a 10 % de residuos, para una producción de coque del 75%. Puesto que cerca del 75% de sulfuro contenido en el carbón, permanece en el coque, lo cual es que el contenido de sulfuro es alrededor de la misma cantidad carbón en el coque, a menos que se empleen las técnicas adecuadas para remover los sulfuros. (Peters, 1982)

El calentamiento del carbón origina en la materia carbonosa una serie de
fenómenos que son función de la temperatura de calefacción.
- Hasta 100ºC: se desorben oxígeno, nitrógeno, metano, aire y vapor
de agua retenidos en las partículas de carbón.
- Entre 100-300ºC: continúa la desorción de gases ya exentos de
vapor de agua; abunda SH2, CO, CO2 y oleofinas de molécula corta.
- Alrededor de los 310ºC: empiezan a aparecer las primeras porciones
líquidas.
- Entre 400-450ºC: se inicia la fusión acompañada de una contracción
de volumen.
- 550ºC: acaba la fusión, dejando el carbón de ser plástico; se produce
una dilatación que en los carbones que proporcionan coque
metalúrgico alcanza el 85%.
- Entre 500-600ºC: se inicia la despolimerización, para producir
partículas independientes formada por 12 carbonos (partícula C12),
condesprendimiento abundante de hidrógeno que acompaña a los
gases hidrocarburados ya poco abundantes.
- De 700-1000ºC: ya no hay combinados esenciales, excepto craqueo.
El componente fundamental de los gases es el hidrógeno que, por su
pequeño volumen, escapa a través de los poros que deja la
estructura del coque proporcionándole gran esponjosidad sin
disminuir su resistencia mecánica. Disminuye la proporción de
líquidos destilados, porque los destruye y transforma en gases que el
propio craqueo deshidrogena conviertiéndolos en productos
insaturados en incluso en carbono libre.
- Por encima de 1000ºC: la temperatura del coque se grafita.
El rendimiento en productos sólidos (coque), líquidos (alquitrán) y gases
varía con la temperatura.
El rendimiento en coque se puede calcular por diferencias ( un 5% es
agua). En la coquerías se suele obtener un 73% de coque, del que un 88% es de tamaño siderúrgico y otro 12% es “fino”.
Cuando en la pirogenación del carbón interesa sólo el coque, todo se
subordina a las mejores propiedades de este producto. La temperatura ha de
ser lo suficientemente alta para sobrepasar la zona de plasticidad de coque
(>700ºC) y para eliminar los volátiles completamente, pues los que queden en
el coque se perderán en el alto horno. No se deben sobrepasar los 1000ºC
para evitar la grafitación del coque y la consiguiente pérdida de su reactividad
para con el O2 del aire. Esta destilación se llama a alta temperatura y la
instalación industrial se llama coquería. El carbón de partida debe ser una
mezcla de muy buenas características coquizantes, ya que en la producción de
coque siderúrgico tiene más importancia la calidad que el rendimiento.
En la coquería, la coquización se practica en cámaras de ladrillo
refractario, que se agrupan formando baterías de hasta 500 cámaras en
paralelo. La alimentación de estas cámaras de coquización se realiza por la
parte superior, mediante tolvas. Después de varias horas de coquización se
saca de cada cámara el coque empujándolo longitudinalmente y se apaga en
seguida con lluvia de agua. Se le lleva finalmente a las instalaciones de
cribado, trituración y clasificación por tamaños; ya que la fábrica siderúrgica los
aprovecha por separado. La calefacción se efectúa interponiendo cámaras de
combustión a los flancos de las de coquización. El calor pasa a través de los
ladrillos silíceos que separan ambos tipos de cámaras.
La coquización se inicia en las porciones de hulla en contacto con las
paredes de calcio, y desde ellas avanza progresivamente hacia el interior. Por
ello, y como el carbón es mal conductor, se produce un importante gradiente de
temperatura y cuando los trozos junto a la pared ya estén coquizados los del
centro de la cámara pueden permanecer aún inalterados, si la anchura de la
cámara de coquización fuera grande. Por eso, para evitar un producto muy
heterogéneo, se limita el ancho de las cámaras.
(Figura 2) Vista esquemática, en planta, de una batería de coquización.
El coque, en general, puede ser utilizado como combustible, como
reductor metalúrgico, como materia prima de gasificación o como materia prima
para síntesis química.
(Figura 3) Batería de hornos de cámara para coquización en fábricas siderúrgicas.
Como combustible se emplea en hornos para tratamientos metalúrgicos
formando lechos de espesor suficiente para que la combustión no se
interrumpa por la posible llegada de comburente frío. La principal ventaja que
ofrece este combustible deriva de la ausencia de humos, por estar exento de
materias volátiles.
El empleo del coque como reductor metalúrgico, en la obtención de
metales como el hierro, el estaño, el cobre o el cinc, utiliza conjuntamente sus
propiedades de combustible y de reductor de acción directa o indirecta por el
CO formado en la combustión incompleta, lo que implica la previa gasificación
de C a CO.
El empleo de coque para síntesis química se dirigió a la fabricación de
carburo cálcico (C2Ca) y cianamida cálcica ( CN2Ca), ambos productos ahora

El calentamiento del carbón origina en la materia carbonosa una serie de
fenómenos que son función de la temperatura de calefacción.
- Hasta 100ºC: se desorben oxígeno, nitrógeno, metano, aire y vapor
de agua retenidos en las partículas de carbón.
- Entre 100-300ºC: continúa la desorción de gases ya exentos de
vapor de agua; abunda SH2, CO, CO2 y oleofinas de molécula corta.
- Alrededor de los 310ºC: empiezan a aparecer las primeras porciones
líquidas.
- Entre 400-450ºC: se inicia la fusión acompañada de una contracción
de volumen.
- 550ºC: acaba la fusión, dejando el carbón de ser plástico; se produce
una dilatación que en los carbones que proporcionan coque
metalúrgico alcanza el 85%.
- Entre 500-600ºC: se inicia la despolimerización, para producir
partículas independientes formada por 12 carbonos (partícula C12),
condesprendimiento abundante de hidrógeno que acompaña a los
gases hidrocarburados ya poco abundantes.
- De 700-1000ºC: ya no hay combinados esenciales, excepto craqueo.
El componente fundamental de los gases es el hidrógeno que, por su
pequeño volumen, escapa a través de los poros que deja la
estructura del coque proporcionándole gran esponjosidad sin
disminuir su resistencia mecánica. Disminuye la proporción de
líquidos destilados, porque los destruye y transforma en gases que el
propio craqueo deshidrogena conviertiéndolos en productos
insaturados en incluso en carbono libre.
- Por encima de 1000ºC: la temperatura del coque se grafita.
El rendimiento en productos sólidos (coque), líquidos (alquitrán) y gases
varía con la temperatura.
El rendimiento en coque se puede calcular por diferencias ( un 5% es
agua). En la coquerías se suele obtener un 73% de coque, del que un 88% es
de tamaño siderúrgico y otro 12% es “fino”.
Cuando en la pirogenación del carbón interesa sólo el coque, todo se
subordina a las mejores propiedades de este producto. La temperatura ha de
ser lo suficientemente alta para sobrepasar la zona de plasticidad de coque
(>700ºC) y para eliminar los volátiles completamente, pues los que queden en
el coque se perderán en el alto horno. No se deben sobrepasar los 1000ºC
para evitar la grafitación del coque y la consiguiente pérdida de su reactividad
para con el O2 del aire. Esta destilación se llama a alta temperatura y la
instalación industrial se llama coquería. El carbón de partida debe ser una
mezcla de muy buenas características coquizantes, ya que en la producción de
coque siderúrgico tiene más importancia la calidad que el rendimiento.
En la coquería, la coquización se practica en cámaras de ladrillo
refractario, que se agrupan formando baterías de hasta 500 cámaras en
paralelo. La alimentación de estas cámaras de coquización se realiza por la
parte superior, mediante tolvas. Después de varias horas de coquización se
saca de cada cámara el coque empujándolo longitudinalmente y se apaga en
seguida con lluvia de agua. Se le lleva finalmente a las instalaciones de
cribado, trituración y clasificación por tamaños; ya que la fábrica siderúrgica los
aprovecha por separado. La calefacción se efectúa interponiendo cámaras de
combustión a los flancos de las de coquización. El calor pasa a través de los
ladrillos silíceos que separan ambos tipos de cámaras.
La coquización se inicia en las porciones de hulla en contacto con las
paredes de calcio, y desde ellas avanza progresivamente hacia el interior. Por
ello, y como el carbón es mal conductor, se produce un importante gradiente de
temperatura y cuando los trozos junto a la pared ya estén coquizados los del
centro de la cámara pueden permanecer aún inalterados, si la anchura de la
cámara de coquización fuera grande. Por eso, para evitar un producto muy
heterogéneo, se limita el ancho de las cámaras.
(Figura 2) Vista esquemática, en planta, de una batería de coquización.
El coque, en general, puede ser utilizado como combustible, como
reductor metalúrgico, como materia prima de gasificación o como materia prima
para síntesis química.
(Figura 3) Batería de hornos de cámara para coquización en fábricas siderúrgicas.
Como combustible se emplea en hornos para tratamientos metalúrgicos
formando lechos de espesor suficiente para que la combustión no se
interrumpa por la posible llegada de comburente frío. La principal ventaja que
ofrece este combustible deriva de la ausencia de humos, por estar exento de
materias volátiles.
El empleo del coque como reductor metalúrgico, en la obtención de
metales como el hierro, el estaño, el cobre o el cinc, utiliza conjuntamente sus
propiedades de combustible y de reductor de acción directa o indirecta por el
CO formado en la combustión incompleta, lo que implica la previa gasificación
de C a CO.
El empleo de coque para síntesis química se dirigió a la fabricación de
carburo cálcico (C2Ca) y cianamida cálcica ( CN2Ca), ambos productos ahora
obsoletos.

planta lavadora de carbon.

Se trata de reducir las cenizas que nos va a dar el producto en el proceso de combustión. Se abarata así el coste del proceso industrial de eliminación de cenizas posterior a la combustión. Se deben tener en cuenta características como tamaño, forma, elasticidad, conductividad, humidictividad, densidad.
La densidad es la característica más importante en cuanto a la clasificación por tamaños.
Los procesos de lavado pueden ser en seco y en húmedo.
Seco: Se basan en las diferencias de densidad y fricción en seco. También en las diferencias de elasticidad
Húmedo: Se basan en las diferencias de tamaño y forma. También en la densidad y fricción en húmedo, así como en la humectabilidad y densidad.
Ventajes e inconvenientes de los lavados en seco y húmedo y otros aspectos en las fotocopias
El denominado proceso de flotación por espuma es el único proceso que vale para limpiar el carbón fino. Consiste en mojar las partículas de carbón con busrbujas de espuma. Esta espuma va a humedecer el carbón fino para de esta manera limpiarlo. El carbón fino flota con la espuma y las impurezas se hunden. Esta masa de espuma con impurezas se pasa por un filtro para así volver a obtener un carbón más puro.
Un proceso para la purificación del carbón abarca la formación de una solución de lixiviación acuosa que contiene el ácido nítrico y hydrofluric. Las impurezas son quitadas entrando en contacto con el carbón que tiene un tamaño de acoplamiento 8 no mayor que (serie de Tyler) con la solución de lixiviación por un período de 15 a 120 minutos en una temperatura de 20.degree. a 100.degree. C. Durante entrar en contacto con del carbón con la solución de lixiviación, un material gaseoso tal como aire se puede burbujear therethrough para proporcionar el material adicional de la acción que se mezcla y del oxidante. Después de eso, se quita la solución y el carbón lixiviado se lava con agua.

El proceso de lixiviación requiere de la preparación adecuada y responsable del área donde se va a realizar la acción de lixiviar. Para ello, los trabajos de acondicionamiento velan por no generar impactos negativos al ambiente y al mismo tiempo lograr que el proceso sea eficiente. Entre los trabajos que se realizan, cabe mencionar los estudios previos de suelo, agua y aire, que brindan información valiosa para el diseño y seguimiento del proceso.
Las áreas de terreno dedicadas a este proceso son lugares amplios y llanos sobre la que se coloca una membrana impermeable (conocida como geomembrana) que aislará el suelo de todo el proceso químico que se ejecutará arriba.
Además, en toda el área se acondiciona:
 un sistema de cañerías distribuidas homogéneamente que se utilizan para transportar y rociar la sustancia lixiviante sobre el mineral.
 Un sistema de tuberías (sistema de drenaje) especiales que recogen las soluciones que se irán filtrando a través del material apilado durante el proceso.
2
Complementariamente se construye una poza (cercana a la zona de lixiviación) en la que se acumulan los líquidos que se obtengan de la lixiviación que luego deben ser tratados para lograr la recuperación final del material fino que se encuentran atrapados en ellos. Descripción del proceso
1. La preparación del material.
El material extraído de un yacimiento para su lixiviación inicia su camino de preparación con su fragmentación (chancado y molienda) para obtener dimensiones mucho más pequeñas de lo que antes eran grandes pedazos de rocas (el tamaño final puede alcanzar hasta un tamaño de 30 micras1), con el objeto de que el proceso de separación del mineral valioso sea más eficiente y rápido.
2. El transporte de material a la zona de lixiviación
Luego del chancado y molienda, el material debe ser llevado y dispuesto adecuadamente sobre el área de lixiviación. Por lo general las operaciones mineras usan para ello volquetes gigantes, aunque en algunos casos se realiza este trabajo mediante fajas transportadoras.
3. Formando pilas
Para el adecuado proceso, es necesario que el material molido sea acumulado sobre la membrana impermeable en montículos (pilas) de varias toneladas, formando columnas de ellos de manera ordenada.
4. Bañado o Riego
Una vez completadas las pilas de acuerdo a la capacidad de la membrana, se aplica en repetidas oportunidades y lentamente, a modo de riego por goteo o aspersores, una solución especial sobre la superficie del material. Lo solución es la mezcla de químicos disueltos en agua, los cuales varían dependiendo del material que se este trabajando y los productos a obtener (oro, cobre, etc.). La solución líquida tiene la propiedad de disolver el mineral y de esa manera fluir con el líquido hacia el sistema de drenaje. Estos líquidos son transportados mediante las tuberías instaladas hacia una poza.
5. Almacenaje y recuperación
Como se dijo líneas arriba, la sustancia obtenida del proceso de riego es transportada hacia pozas construidas y acondicionadas para almacenarlas en tanto se programe su ingreso a la siguiente etapa del proceso (recuperación y concentración). Cabe indicar que al igual que se recupera mineral valioso de la sustancia obtenida, se recupera también el agua involucrada en ella, la misma que se reutiliza en los siguientes procesos de lixiviación, buscando hacer un uso más eficiente de este recursos. De igual forma, el área donde se realiza la lixiviación, es recuperada luego de unos años de uso. Así se procede a restituir la vegetación propia de la zona, cuidando y monitoreando su desempeño. Procesos posteriores Las soluciones líquidas (lixiviadas) pasan por otros procesos para que se separe el líquido de los minerales valiosos.
En principio se busca eliminar las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas y que no tienen valor. Posteriormente, la solución enriquecida (la que tiene minerales valiosos) debe pasar por a la etapa de recuperación y concentración, para lo que se usa procesos de precipitación, extracción por solventes–electro obtención (SX-EW)2, entre otros, dependiendo nuevamente del metal sólido que se quiera obtener. Finalmente…Este proceso, confirma que el sector minero hace uso de alta tecnología, requiere de un estricto diseño y planificación de acciones en su camino de alcanzar la eficiencia y rentabilidad, cuidando el ambiente.